(57)【要約】【課題】バックライト光の利用効率を改善し、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】マトリクス状に配置された複数の画素によって構成された表示領域に反射部及び透過部を有する液晶表示装置であって、バックライトユニットＢＬと液晶層ＬＱとの間に設けられた第１光学素子ＯＤ１は、第１偏光板５１と、第１偏光板５１と透過部ＰＴに備えられた透過電極ＥＰＴとの間において透過部ＰＴに対応して、進相軸及び遅相軸をそれぞれ透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与える機能を有した第１機能部Ｆ１と、第１偏光板５１と反射部ＰＲに備えられた反射電極ＥＰＲとの間において反射部ＰＲに対応して、実質的に位相差がゼロとなるか、あるいは、進相軸及び遅相軸をそれぞれ透過する所定波長の光の間に１／２波長の位相差を与える機能を有した第２機能部Ｆ２と、を備えたことを特徴とする。【選択図】    図３
2007114478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の画素によって構成された表示領域に反射部及び透過部を有する液晶表示装置であって、
互いに対向して配置された一対の基板間に液晶層を保持した液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを照明するバックライトユニットと、
前記バックライトユニットと前記液晶層との間に設けられ、第１偏光板を含む第１光学素子と、
前記第２基板の前記液晶層を保持する面とは反対の外面に設けられ、第２偏光板を含む第２光学素子と、を備え、
前記第１光学素子は、さらに、
前記第１偏光板と前記透過部に備えられた透過電極との間において前記透過部に対応して、進相軸及び遅相軸をそれぞれ透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与える機能を有した第１機能部と、
前記第１偏光板と前記反射部に備えられた反射電極との間において前記反射部に対応して、実質的に位相差がゼロとなるか、あるいは、進相軸及び遅相軸をそれぞれ透過する所定波長の光の間に１／２波長の位相差を与える機能を有した第２機能部と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１機能部は、前記透過部に対応して配置された位相差層によって構成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２機能部は、前記反射部に対応して配置された１／２波長の位相差を与える単一の位相差層によって構成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第２機能部は、前記反射部に対応して配置され、１／４波長の位相差を与える第１位相差層と、前記第１位相差層の遅相軸と略直交または略平行となる遅相軸を有する第２位相差層とを積層することによって構成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
マトリクス状に配置された複数の画素によって構成された表示領域に反射部及び透過部を有する液晶表示装置であって、
互いに対向して配置された一対の基板間に液晶層を保持した液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを照明するバックライトユニットと、
前記バックライトユニットと前記液晶層との間に設けられ、第１偏光板を含む第１光学素子と、
前記第２基板の前記液晶層を保持する面とは反対の外面に設けられ、第２偏光板を含む第２光学素子と、を備え、
前記第１光学素子は、さらに、
前記第１偏光板と前記反射部に備えられた反射電極及び前記透過部に備えられた透過電極との間に配置され、進相軸及び遅相軸をそれぞれ透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与える機能を有した第１位相差板と、
第１偏光板と前記反射電極との間において前記反射部に対応して、その遅相軸が前記第１位相差板の遅相軸と略直交または略平行となるように配置され、進相軸及び遅相軸をそれぞれ透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与える機能を有した第２位相差板と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置に係り、特に、外光を反射することによって画像を表示する反射部及びバックライト光を透過することによって画像を表示する透過部を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射部及び透過部を備えた半透過型液晶表示装置は、暗所においては、画素内の透過部を利用してバックライト光を選択的に透過することによって画像を表示する透過型液晶表示装置として機能し、明所においては、画素内の反射部を利用して外光を選択的に反射することによって画像を表示する反射型液晶表示装置として機能する。これにより、消費電力を大幅に低減することができるメリットがある。
【０００３】
半透過型液晶表示装置は、液晶表示パネルを構成するアレイ基板及び対向基板の外面にそれぞれ光の偏光状態を制御する光学素子を備えている。これらの光学素子は、偏光板と、２種類の位相差板（所定波長の光に対して常光線と異常光線との間に１／２波長の位相差を与える１／２波長板、及び、所定波長の光に対して常光線と異常光線との間に１／４波長の位相差を与える１／４波長板）とを組み合わせて構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平０１−２７００２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような液晶表示装置においては、透過部を利用した透過表示の際にバックライトユニットから出射されたバックライト光を効率よく利用できないといった課題がある。すなわち、アレイ基板の外面に配置された光学素子は、２種類の位相差板により、偏光板を通過した直線偏向に対して液晶表示パネルに到達するまでの間に、理論上λ／４または３・λ／４の位相差を与える。このため、液晶表示パネルに到達したバックライト光は、理論上円偏光に変換される。この円偏光は、透過部において液晶層に入射する一方で、反射部においては再びバックライトユニット側へ反射される。光学素子は、２種類の位相差板により、反射部により反射された円偏光に対して偏光板に到達するまでの間に、理論上λ／４または３・λ／４の位相差を与える。このため、偏光板に到達した反射部からの反射光は、偏光板を通過可能な直線偏光に対して９０°回転した直線偏光に変換される。したがって、反射部からの反射光の大部分は、偏光板で吸収されてしまい、透過表示に寄与しない。
【０００５】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、バックライト光の利用効率を改善し、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の第１の態様による液晶表示装置は、
マトリクス状に配置された複数の画素によって構成された表示領域に反射部及び透過部を有する液晶表示装置であって、
互いに対向して配置された一対の基板間に液晶層を保持した液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを照明するバックライトユニットと、
前記バックライトユニットと前記液晶層との間に設けられ、第１偏光板を含む第１光学素子と、
前記第２基板の前記液晶層を保持する面とは反対の外面に設けられ、第２偏光板を含む第２光学素子と、を備え、
前記第１光学素子は、さらに、
前記第１偏光板と前記透過部に備えられた透過電極との間において前記透過部に対応して、進相軸及び遅相軸をそれぞれ透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与える機能を有した第１機能部と、
前記第１偏光板と前記反射部に備えられた反射電極との間において前記反射部に対応して、実質的に位相差がゼロとなるか、あるいは、進相軸及び遅相軸をそれぞれ透過する所定波長の光の間に１／２波長の位相差を与える機能を有した第２機能部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この発明の第２の態様による液晶表示装置は、
マトリクス状に配置された複数の画素によって構成された表示領域に反射部及び透過部を有する液晶表示装置であって、
互いに対向して配置された一対の基板間に液晶層を保持した液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを照明するバックライトユニットと、
前記バックライトユニットと前記液晶層との間に設けられ、第１偏光板を含む第１光学素子と、
前記第２基板の前記液晶層を保持する面とは反対の外面に設けられ、第２偏光板を含む第２光学素子と、を備え、
前記第１光学素子は、さらに、
前記第１偏光板と前記反射部に備えられた反射電極との間に配置され、進相軸及び遅相軸をそれぞれ透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与える機能を有した第１位相差板と、
第１偏光板と前記反射電極との間において前記反射部に対応して、その遅相軸が前記第１位相差板の遅相軸と略直交または略平行となるように配置され、進相軸及び遅相軸をそれぞれ透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与える機能を有した第２位相差板と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、バックライト光の利用効率を改善し、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。なお、ここでは、液晶表示装置として、１画素内に外光を選択的に反射することによって画像を表示する反射部とバックライト光を選択的に透過することによって画像を表示する透過部とを有する半透過型液晶表示装置を例に説明するが、表示領域の一部に反射部が設けられた部分反射型液晶表示装置など、表示領域の少なくとも一部に反射部を備えた液晶表示装置であれば、以下に説明する実施の形態に基づき、同様の効果が得られるものである。
【００１０】
図１及び図２に示すように、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプのカラー液晶表示装置であって、液晶表示パネルＬＰＮを備えている。この液晶表示パネルＬＰＮは、アレイ基板（第１基板）ＡＲと、アレイ基板ＡＲと互いに対向して配置された対向基板（第２基板）ＣＴと、これらアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱと、を備えて構成されている。
【００１１】
この液晶表示装置は、液晶表示パネルＬＰＮを照明するバックライトユニットＢＬを備えている。また、この液晶表示装置は、バックライトユニットＢＬと液晶層ＬＱとの間に設けられた第１光学素子ＯＤ１、及び、液晶表示パネルＬＰＮの他方の外面（すなわち対向基板ＣＴの液晶層ＬＱを保持する面とは反対の外面；反射部に入射する光の入射面に対応する）に設けられた第２光学素子ＯＤ２を備えている。図２に示した例では、第１光学素子ＯＤ１は、液晶表示パネルＬＰＮの一方の外面（すなわちアレイ基板ＡＲの液晶層ＬＱを保持する面とは反対の外面）に設けられている。
【００１２】
液晶表示パネルＬＰＮは、画像を表示する表示領域ＤＳＰを備えている。表示領域ＤＳＰは、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。各画素ＰＸは、外光を選択的に反射することによって画像を表示する反射部ＰＲと、バックライトユニットＢＬからのバックライト光を選択的に透過することによって画像を表示する透過部ＰＴと、を有している。
【００１３】
アレイ基板ＡＲは、ガラス板などの光透過性を有する絶縁基板１０を用いて形成されている。すなわち、このアレイ基板ＡＲは、表示領域ＤＳＰにおいて、画素毎に配置されたｍ×ｎ個の画素電極ＥＰ、これら画素電極ＥＰの行に沿ってそれぞれ形成されたｎ本の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｎ）、これら画素電極ＥＰの列に沿って形成されたｍ本の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｍ）、各々対応走査線Ｙ及び対応信号線Ｘの交差位置近傍に画素毎に配置されたｍ×ｎ個のスイッチング素子Ｗなどを有している。
【００１４】
ｎ本の走査線Ｙは、アレイ基板ＡＲ上または外部回路基板上に配置された走査線ドライバＹＤに接続されている。ｍ本の信号線Ｘは、アレイ基板ＡＲ上または外部回路基板上に配置された信号線ドライバＸＤに接続されている。
【００１５】
アレイ基板ＡＲにおいて、各スイッチング素子Ｗは、例えばＮチャネル薄膜トランジスタであり、絶縁基板１０上に配置されたポリシリコン半導体層１２を有している。ポリシリコン半導体層１２は、チャネル領域１２Ｃを挟んだ両側にそれぞれソース領域１２Ｓ及びドレイン領域１２Ｄを有している。このポリシリコン半導体層１２は、ゲート絶縁膜１４によって覆われている。
【００１６】
薄膜トランジスタＷのゲート電極ＷＧは、走査線Ｙに接続されている（あるいは走査線Ｙと一体的に形成されている）。ゲート電極ＷＧ及び走査線Ｙは、とともにゲート絶縁膜１４上に形成されている。これらゲート電極ＷＧ、及び、走査線Ｙは、層間絶縁膜１６によって覆われている。
【００１７】
薄膜トランジスタＷのソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、層間絶縁膜１６上においてゲート電極ＷＧの両側に配置されている。ソース電極ＷＳは、信号線Ｘに接続される（あるいは信号線Ｘと一体的に形成される）とともに、ポリシリコン半導体層１２のソース領域１２Ｓにコンタクトしている。ドレイン電極ＷＤは、画素電極ＥＰに接続されるとともに、ポリシリコン半導体層１２のドレイン領域１２Ｄにコンタクトしている。これらソース電極ＷＳ、ドレイン電極ＷＤ、及び、信号線Ｘは、有機絶縁膜１８によって覆われている。
【００１８】
画素電極ＥＰは、反射部ＰＲに対応して設けられた反射電極ＥＰＲ及び透過部ＰＴに対応して設けられた透過電極ＥＰＴを有している。反射電極ＥＰＲは、有機絶縁膜１８上に配置され、ドレイン電極ＷＤと電気的に接続されている。この反射電極ＥＰＲは、アルミニウムなどの光反射性を有する金属膜によって形成される。透過電極ＥＰＴは、層間絶縁膜１６上に配置され、反射電極ＥＰＲと電気的に接続されている。この透過電極ＥＰＴは、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）などの光透過性を有する金属膜によって形成される。すべての画素ＰＸに対応した画素電極ＥＰは、配向膜２０によって覆われている。
【００１９】
一方、対向基板ＣＴは、ガラス板などの光透過性を有する絶縁基板３０を用いて形成されている。すなわち、この対向基板ＣＴは、表示領域ＤＳＰにおいて、対向電極ＥＴなどを備えている。対向電極ＥＴは、すべての画素ＰＸに対応して画素電極ＥＰに対向するように配置されている。この対向電極ＥＴは、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）などの光透過性を有する金属膜によって形成されている。また、この対向電極ＥＴは、配向膜３６によって覆われている。
【００２０】
このような対向基板ＣＴと、上述したようなアレイ基板ＡＲとをそれぞれの配向膜２０及び３６を対向して配置したとき、両者の間に配置された図示しないスペーサにより、所定のギャップが形成される。すなわち、反射部ＰＲには、透過部ＰＴのほぼ半分程度のギャップが形成される。液晶層ＬＱは、これらアレイ基板ＡＲの配向膜２０と対向基板ＣＴの配向膜３６との間に形成されたギャップに封入された液晶分子を含む液晶組成物で構成さていれる。
【００２１】
カラー表示タイプの液晶表示装置は、各画素に対応して液晶表示パネルＬＰＮの内面に設けられたカラーフィルタ層３４を備えている。図２に示した例では、カラーフィルタ層３４は、対向基板ＣＴに設けられている。カラーフィルタ層３４は、互いに異なる色、例えば赤色、青色、緑色といった３原色にそれぞれ着色された着色樹脂によって形成されている。
【００２２】
バックライトユニットＢＬは、光源４０、導光体４１、光学シート４２及び４３などで構成されている。これらの光源４０、導光体４１、光学シート４２及び４３などは、図示しないフレームに収容されている。
【００２３】
光源４０としては、管状の冷陰極管や、発光ダイオード（ＬＥＤ）などを適用可能である。冷陰極管を適用した場合、光源４０の周囲を取り囲むリフレクタを配置することが望ましい。導光体４１は、光透過性を有するアクリル系樹脂やポリカーボネート系樹脂などの樹脂材料により形成されている。図２に示した例では、導光体４１は、略矩形状に成型されており、全体に亘って略均一な厚さに形成されているが、一端から他端にかけて厚みが徐々に薄くなるような楔形に形成されたものであっても良い。
【００２４】
光学シート４２は、導光体４１の表面（液晶表示パネルＬＰＮに対向する面）を覆うように配置されている。この光学シート４２は、導光体４１の表面から出射された出射光に対して所定の光学特性を付与するものであり、例えば、出射光を集光する機能を有した集光シート、出射光を拡散する機能を有した拡散シートなどである。
【００２５】
光学シート４３は、導光体４１の裏面を覆うように配置されている。この光学シート４３は、光を反射する反射機能を有した反射シートである。すなわち、導光体４１に入射した光源４０からの放射光の一部は、導光体４１の裏面から漏れ出る。光学シート４３は、裏面から漏れ出た光を再び導光体４１に向けて反射するものである。
【００２６】
第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２は、これらを通過する光の偏光状態を制御するものである。すなわち、図３に示すように、第１光学素子ＯＤ１は、その主面内で所定方位に透過軸を有するとともに透過軸に直交する方位に吸収軸を有する第１偏光板５１を含んでいる。第１光学素子ＯＤ１は、さらに、第１偏光板５１を透過した直線偏光（バックライト光の一部）の偏光状態を制御する第１機能部Ｆ１及び第２機能部Ｆ２を備えている。
【００２７】
第２光学素子ＯＤ２は、その主面内で所定方位に透過軸を有するとともに透過軸に直交する方位に吸収軸を有する第２偏光板６１を含んでいる。第１偏光板５１の透過軸と第２偏光板６１の透過軸とは互いにほぼ直交する。この第２光学素子ＯＤ２は、さらに、第２偏光板６１と対向基板ＣＴとの間に位相差板６２を備えている。この位相差板６２は、その進相軸及び遅相軸をそれぞれ透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与える機能を有している。
【００２８】
上述した第１光学素子ＯＤ１において、第１機能部Ｆ１は、透過部ＰＴに対応して設けられている。この第１機能部Ｆ１は、第１偏光板５１と透過部ＰＴに備えられた透過電極ＥＰＴとの間の経路であれば如何なる位置に設けられても良い。この実施の形態では、第１機能部Ｆ１は、第１偏光板５１とアレイ基板ＡＲとの間に設けられている。この第１機能部Ｆ１は、進相軸及び遅相軸をそれぞれ透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与える機能を有している。つまり、第１機能部Ｆ１は、第１偏光板５１を透過した所定波長の直線偏光に対して常光線と異常光線との間に１／４波長の位相差を与える１／４波長板に相当する。
【００２９】
より具体的には、第１機能部Ｆ１は、透過部ＰＴに対応して配置され、１／４波長板に相当する位相差層によって構成されている。
【００３０】
第２機能部Ｆ２は、反射部ＰＲに対応して設けられている。この第２機能部Ｆ２は、第１偏光板５１と反射部ＰＲに備えられた反射電極ＥＰＲとの間の経路であれば如何なる位置に設けられても良い。この実施の形態では、第２機能部Ｆ２は、第１偏光板５１とアレイ基板ＡＲとの間に設けられている。この第２機能部Ｆ２は、実質的に位相差がゼロとなるか、あるいは、進相軸及び遅相軸をそれぞれ透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与える機能を有している。つまり、第２機能部Ｆ２は、第１偏光板５１を透過した所定波長の直線偏光に対して何ら位相差を与えない層か、あるいは、常光線と異常光線との間に１／２波長の位相差を与える１／２波長板に相当する。
【００３１】
より具体的には、１／２波長の位相差を与える第２機能部Ｆ２は、反射部ＰＲに対応して配置され、１／２波長板に相当する単一の位相差層によって構成されても良い。また、１／２波長の位相差を与える第２機能部Ｆ２は、１／４波長板に相当する第１位相差層と、同じく１／４波長板に相当する第２位相差層とをそれぞれの遅相軸が略平行となるように積層することによって構成しても良い。
【００３２】
また、位相差がゼロの第２機能部Ｆ２は、反射部ＰＲに対応して、何ら位相差層を配置しないで構成しても良いし、１／４波長板に相当する第１位相差層と、同じく１／４波長板に相当する第２位相差層とをそれぞれの遅相軸が略直交となるように積層することによって構成しても良い。
【００３３】
反射部ＰＲのみ、あるいは、透過部ＰＴのみに選択的に位相差層を配置するためには、例えば、位相差機能を有する材料を全面にコーティングした後に、マスクを介した通常のフォトリソグラフィプロセスによりパターニングする方法などが適用可能である。また、反射部ＰＲ及び透過部ＰＴに共通の位相差層を配置するためには、既存の位相差板を直接貼り付けても良いし、位相差機能を有する材料を全面にコーティングすることで形成しても良い。
【００３４】
この実施の形態では、図３に示したように、第１光学素子ＯＤ１は、第１偏光板５１の他に、第１偏光板５１と反射部ＰＲに備えられた反射電極ＥＰＲ及び透過部ＰＴに備えられた透過電極ＥＰＴとの間に配置され１／４波長板に相当する第１位相差板５２と、第１偏光板５１と反射電極ＥＰＲとの間において反射部ＰＲに対応して、その遅相軸が第１位相差板５２の遅相軸と略直交または略平行となるように配置され１／４波長板に相当する第２位相差板５３と、を備えて構成されている。
【００３５】
このような構成による作用について説明する。
【００３６】
（比較例）  
まず、比較例について説明する。この比較例に係る液晶表示装置においては、液晶表示パネルＬＰＮとバックライトユニットＢＬとの間に配置される第１光学素子ＯＤ１は、第１偏光板５１と、透過部ＰＴ及び反射部ＰＲに共通に配置された１／４波長板に相当する第１位相差板５２とを備えて構成されている。
【００３７】
このような構成の場合、透過部ＰＴにおいては、バックライトユニットＢＬから出射されたバックライト光は、第１光学素子ＯＤ１を通過することによって円偏光に変換される。すなわち、バックライト光のうち、第１偏光板５１の透過軸と平行な一部の成分のみが第１偏光板５１を透過する。第１偏光板５１を透過した透過光は、直線偏光である。この直線偏光は、第１位相差板５２を通過する際にその遅相軸と進相軸とをそれぞれ透過する成分の間に１／４波長の位相差が付与され、円偏光に変換され、液晶層ＬＱに入射する。
【００３８】
一方、反射部ＰＲにおいては、バックライトユニットＢＬから出射されたバックライト光は、第１光学素子ＯＤ１に吸収されてしまう。図４では、光の進行方向をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する面内に互いに直交するＸ軸及びＹ軸を規定する。すなわち、図４に示すように、バックライト光のうち、第１偏光板５１の透過軸と平行な一部の成分のみが第１偏光板５１を透過する。第１偏光板５１を透過した透過光は、例えば、Ｘ−Ｙ平面内において４５度の方位に振動面を有する直線偏光である。この直線偏光は、第１位相差板５２を通過する際にその遅相軸と進相軸とをそれぞれ透過する成分の間に１／４波長の位相差が付与され、例えば、Ｘ−Ｙ平面内において反時計回りの円偏光に変換される。この円偏光は、反射電極ＥＰＲで反射された後に、再び第１位相差板５２を通過する際にその遅相軸と進相軸とをそれぞれ透過する成分の間に１／４波長の位相差が付与され、例えば、Ｘ−Ｙ平面内において１３５度の方位に振動面を有する直線偏光に変換される。つまり、この直線偏光は、第１偏光板５１を通過可能な直線偏光（すなわち４５度の方位に振動面を有する直線偏光）に対して、その振動面が９０度回転している。このため、バックライト光のうち、反射部ＰＲにおいて反射電極ＥＰＲにより反射された反射光は、第１偏光板５１により吸収されてしまう。
【００３９】
したがって、バックライト光の利用効率が悪い。
【００４０】
（構成例１）  
構成例１に係る液晶表示装置においては、図３に示したように、液晶表示パネルＬＰＮとバックライトユニットＢＬとの間に配置される第１光学素子ＯＤ１は、第１偏光板５１と、透過部ＰＴ及び反射部ＰＲに共通に配置された１／４波長板に相当する第１位相差板５２と、反射部ＰＲのみに対応して配置された１／４波長板に相当する第２位相差板５３とを備えて構成されている。第１位相差板５２の遅相軸と、第２位相差板５３の遅相軸とは、互いに直交している。
【００４１】
この構成例１では、第１偏光板５１の液晶表示パネルＬＰＮ側に第１位相差板５２を配置し、さらに、第１位相差板５２の液晶表示パネルＬＰＮ側に第２位相差板５３を配置したが、第１位相差板５２と第２位相差板５３との配置順序は逆であっても良い。
【００４２】
このような構成の場合、透過部ＰＴにおいては、第２位相差板５３は配置されておらず、比較例で説明したのと同一の作用により、円偏光が液晶層ＬＱに入射する。
【００４３】
一方、反射部ＰＲにおいては、バックライトユニットＢＬから出射されたバックライト光は、第１光学素子ＯＤ１を通過し、再びバックライトユニットＢＬまで反射される。図５でも同様に、光の進行方向をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する面内に互いに直交するＸ軸及びＹ軸を規定する。すなわち、図５に示すように、バックライト光のうち、第１偏光板５１の透過軸と平行な一部の成分のみが第１偏光板５１を透過する。第１偏光板５１を透過した透過光は、例えば、Ｘ−Ｙ平面内において４５度の方位に振動面を有する直線偏光である。この直線偏光は、第１位相差板５２を通過する際にその遅相軸と進相軸とをそれぞれ透過する成分の間に１／４波長の位相差が付与され、例えば、Ｘ−Ｙ平面内において反時計回りの円偏光に変換される。この円偏光は、第２位相差板５３を通過する際にその遅相軸と進相軸とをそれぞれ透過する成分の間に（−１／４波長）の位相差が付与され、再びＸ−Ｙ平面内において４５度の方位に振動面を有する直線偏光に変換される。
【００４４】
この直線偏光は、反射電極ＥＰＲで反射された後に、第２位相差板５３を通過する際にその遅相軸と進相軸とをそれぞれ透過する成分の間に（−１／４波長）の位相差が付与され、Ｘ−Ｙ平面内において時計回りの円偏光に変換される。その後、この円偏光は、第１位相差板５２を通過する際にその遅相軸と進相軸とをそれぞれ透過する成分の間に１／４波長の位相差が付与され、再びＸ−Ｙ平面内において４５度の方位に振動面を有する直線偏光に変換される。
【００４５】
つまり、この直線偏光は、第１偏光板５１を通過可能な直線偏光（すなわち４５度の方位に振動面を有する直線偏光）である。このため、バックライト光のうち、反射部ＰＲにおいて反射電極ＥＰＲにより反射された反射光は、第１光学素子ＯＤ１を通過し、バックライトユニットＢＬまで到達する。バックライトユニットＢＬに到達した反射光は、バックライトユニットＢＬにおける種々の反射面（例えば光学シート４２の表面、導光体４１の表面、光学シート４３の表面など）において再び第１光学素子ＯＤ１に向けて反射される。
【００４６】
したがって、バックライトユニットＢＬにおいて反射された反射光の一部は、透過部ＰＴを通過することが可能となり、透過表示に寄与することになる。したがって、バックライト光の利用効率を改善することが可能となり、表示品位、特に透過表示の輝度を向上することが可能となる。
【００４７】
（構成例２）  
構成例２に係る液晶表示装置においては、図３に示したように、液晶表示パネルＬＰＮとバックライトユニットＢＬとの間に配置される第１光学素子ＯＤ１は、第１偏光板５１と、透過部ＰＴ及び反射部ＰＲに共通に配置された１／４波長板に相当する第１位相差板５２と、反射部ＰＲのみに対応して配置された１／４波長板に相当する第２位相差板５３とを備えて構成されている。構成例１との違いは、第１位相差板５２及び第２位相差板５３の遅相軸の関係にあり、この構成例２では、第１位相差板５２の遅相軸と、第２位相差板５３の遅相軸とは、互いに平行である。
【００４８】
なお、この構成例２においても、第１偏光板５１の液晶表示パネルＬＰＮ側に第１位相差板５２を配置し、さらに、第１位相差板５２の液晶表示パネルＬＰＮ側に第２位相差板５３を配置したが、第１位相差板５２と第２位相差板５３との配置順序は逆であっても良い。
【００４９】
このような構成の場合、透過部ＰＴにおいては、第２位相差板５３は配置されておらず、比較例で説明したのと同一の作用により、円偏光が液晶層ＬＱに入射する。
【００５０】
一方、反射部ＰＲにおいては、バックライトユニットＢＬから出射されたバックライト光は、第１光学素子ＯＤ１を通過し、再びバックライトユニットＢＬまで反射される。図６でも同様に、光の進行方向をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する面内に互いに直交するＸ軸及びＹ軸を規定する。すなわち、図６に示すように、バックライト光のうち、第１偏光板５１の透過軸と平行な一部の成分のみが第１偏光板５１を透過する。第１偏光板５１を透過した透過光は、例えば、Ｘ−Ｙ平面内において４５度の方位に振動面を有する直線偏光である。この直線偏光は、第１位相差板５２を通過する際にその遅相軸と進相軸とをそれぞれ透過する成分の間に１／４波長の位相差が付与され、例えば、Ｘ−Ｙ平面内において反時計回りの円偏光に変換される。この円偏光は、第２位相差板５３を通過する際にその遅相軸と進相軸とをそれぞれ透過する成分の間にさらに１／４波長の位相差が付与され、Ｘ−Ｙ平面内において１３５度の方位に振動面を有する直線偏光に変換される。
【００５１】
この直線偏光は、反射電極ＥＰＲで反射された後に、第２位相差板５３を通過する際にその遅相軸と進相軸とをそれぞれ透過する成分の間にさらに１／４波長の位相差が付与され、Ｘ−Ｙ平面内において時計回りの円偏光に変換される。その後、この円偏光は、第１位相差板５２を通過する際にその遅相軸と進相軸とをそれぞれ透過する成分の間にさらに１／４波長の位相差が付与され、再びＸ−Ｙ平面内において４５度の方位に振動面を有する直線偏光に変換される。
【００５２】
つまり、この直線偏光は、第１偏光板５１を通過可能な直線偏光（すなわち４５度の方位に振動面を有する直線偏光）である。このため、構成例１と同様に、バックライト光のうち、反射部ＰＲにおいて反射電極ＥＰＲにより反射された反射光は、第１光学素子ＯＤ１を通過し、バックライトユニットＢＬまで到達する。バックライトユニットＢＬに到達した反射光は、バックライトユニットＢＬにおける種々の反射面（例えば光学シート４２の表面、導光体４１の表面、光学シート４３の表面など）において再び第１光学素子ＯＤ１に向けて反射される。
【００５３】
したがって、バックライトユニットＢＬにおいて反射された反射光の一部は、透過部ＰＴを通過することが可能となり、透過表示に寄与することになる。したがって、バックライト光の利用効率を改善することが可能となり、表示品位、特に透過表示の輝度を向上することが可能となる。
【００５４】
以上説明したように、この実施の形態に係る液晶表示装置においては、表示領域に反射部及び透過部を有し、バックライト光のうち偏光板を透過した所定方位に振動面を有する直線偏光に対して、透過部においては透過電極に至るまでの間に１／４波長の位相差を与える機能を有した第１機能部を構成し、反射部においては、実質的に位相差がゼロか反射電極に至るまでの間に１／２波長の位相差を与える機能を有した第２機能部を構成している。
【００５５】
このような構成により、透過部においては、円偏光（厳密には楕円偏光）が液晶層に入射する。その一方で、反射部においては、反射電極で反射された反射光について、偏光板と反射電極との間の経路を往復する間に位相差が付与されないか１波長の位相差が付与される。このため、結果的には、偏光板に戻ってきた反射光は、偏光板を通過可能な振動面を有しており、偏光板に吸収されることなくバックライトユニットに到達する。したがって、偏光板を通過した光は、再びバックライトユニットのいずれかの反射面で反射され、透過部を透過可能となる。これにより、バックライト光の利用効率を改善することが可能となり、表示品位を向上することが可能となる。
【００５６】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００５７】
例えば、第１機能部Ｆ１及び第２機能部Ｆ２を構成する位相差層は、液晶表示パネルＬＰＮの内部、すなわち絶縁基板１０と画素電極ＥＰとの間のいずれかの層に形成しても良い。
【００５８】
第１機能部Ｆ１として、透過部ＰＴに対応して１／４波長板に相当する位相差層を配置し、第２機能部Ｆ２として、反射部ＰＲに対応して何ら位相差層を配置しないで構成する場合、例えば、アレイ基板ＡＲを構成する絶縁基板１０上に１／４波長の位相差機能を有する材料を透過部ＰＴのみに配置するようにパターニングすることで形成することが可能である。このような構成によれば、第１光学素子ＯＤ１の構成が簡素化でき、薄型化及び低コスト化が可能となる。
【００５９】
また、第１機能部Ｆ１として、透過部ＰＴに対応して１／４波長板に相当する位相差層を配置し、第２機能部Ｆ２として、反射部ＰＲに対応して１／２波長板に相当する位相差層を配置して構成する場合、例えば、アレイ基板ＡＲを構成する絶縁基板１０上に１／４波長の位相差機能を有する材料を透過部ＰＴのみに配置するようにパターニングした後に、絶縁基板１０上に１／２波長の位相差機能を有する材料を反射部ＰＲのみに配置するようにパターニングすることで形成することが可能である。このような構成によれば、第１光学素子ＯＤ１の構成が簡素化でき、薄型化及び低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示装置の断面構造を概略的に示す図である。
【図３】図３は、図１に示した液晶表示装置に適用可能な光学素子の構成例を概略的に示す図である。
【図４】図４は、比較例に係る液晶表示装置における光学素子を通過する光の偏光状態を説明するための図である。
【図５】図５は、構成例１に係る液晶表示装置における光学素子を通過する光の偏光状態を説明するための図である。
【図６】図６は、構成例２に係る液晶表示装置における光学素子を通過する光の偏光状態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６１】
ＬＰＮ…液晶表示パネル、ＤＳＰ…表示領域、ＡＲ…アレイ基板、ＣＴ…対向基板、ＬＱ…液晶層、ＥＰＴ…透過電極、ＥＰＲ…反射電極、ＢＬ…バックライトユニット、ＰＸ…画素、ＰＴ…透過部、ＰＲ…反射部、ＯＤ１…第１光学素子、Ｆ１…第１機能部、Ｆ２…第２機能部、５１…第１偏光板、５２…第１位相差板、５３…第２位相差板、ＯＤ２…第２光学素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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